Gelombang Elektromagnetik: Sejarah, Sifat, Sumber, dan Jenisnya

Gelombang elektromagnetik – Kalian pernah mendengarkan lagu atau suara siaran yang muncul di radio. Nah tahukah kalian jika siaran langsung dan lagu yang muncul di radio yang bisa kita dengarkan sehari-hari adalah salah satu contoh penerapan dari gelombang elektromagnetik lho.

Secara umum, gelombang dibagi menjadi dua yaitu gelombang elektromagnetik dan gelombang mekanik. Gelombang mekanik dapat merambat melalui suatu perantara atau medium. Gelombang mekanik bisa menjadi gelimbang transversal seperti proses perambatan pada tali dan juga melakukan rambatan sebagai gelombang longitudinal seperti bunyi yang melalui medium udara atau benda lainnya.

Sedangkan untuk gelombang elektromagnetik merupakan suatu gelombang yang bisa melakukan rambatan walau tidak ada suatu medium atau perantara. Energi elektromagnetik dapat merambat dalam bentuk gelombang dengan beberapa variabel yang dapat diukur.

Masih banyak hal menarik lainnya yang berhubungan dengan gelombang elektromagnetik. Jika kalian penasaran dengan gelombang elektromagnetik. Maka kalian bisa banget nih membaca penjelasan tentang hal tersebut hanya di dalam artikel ini.

Pengertian Gelombang Elektromagnetik

Hal pertama yang akan kita bahas bersama adalah tentang pengertian dari gelombang elektromagnetik yang  merupakan gelombang yang memiliki suatu muatan energi listrik serta magnet dan tidak memerlukan suatu media rambat.

Itu artinya gelombang ini bisa merambat meskipun berada di dalam ruang hampa sekalipun. Gelombang elektromagnetik memiliki bentuk seperti gelombang transversal pada umumnya, yaitu memiliki arah rambat yang tegak lurus terhadap arah getarnya.

Dalam kehidupan sehari-hari manusia memang sudah banyak memanfaatkan gelombang elektromagnetik seperti contoh yang disebutkan di awal paragraf. Seperti yang dijelaskan sebelumnya jika gelombang elektromagnetik dalam bentuk gelombang memiliki beberapa variabel yang bisa diukur.

Beberapa variabel tersebut adalah seperti panjang gelombang, frekuensi dan kecepatan. Panjang gelombang adalah jarak diantara kedua buah puncak. Sedangkan untuk frekuensi sendiri adalah jumlah gelombang yang melewati suatu titik dalam satu satuan waktu.
Jika dilihat secara matematis adalah sebagai berikut ini.

C = λ.f
Keterangan:
C = kecepatan cahaya
Λ = panjang gelombang
F = frekuensi

Perlu diketahui jika energi elektromagnetik yang dipancarkan atau dilepaskan oleh semua masa di alam semesta memiliki level yang berbeda-beda. Semakin tinggi level energi yang dimiliki oleh suatu sumber energi, maka akan semakin rendah panjang gelombang dari energi yang berhasil dihasilkan sekaligus semakin tinggi frekuensinya.

Sejarah Singkat Gelombang Elektromagnetik

Setelah mengerti bagaimana pengertiannya. Kita akan belajar bersama tentang sejarah singkat dari adanya gelombang elektromagnetik.

Sebelum abad ke-19, manusia hanya bisa mengetahui cahaya yang tampak saja. Selain cahaya tampak tentunya manusia pada zaman tersebut tidak mengetahui cahaya lainnya.

Seiring berjalannya waktu hingga setelah 1800, ada seorang astronom Inggris yang lahir di Jerman bernama William Herschel memiliki suatu penemuan yang menyatakan jika ada cahaya atau sinar lain selain cahaya tampak.

Penemuan yang dilakukan oleh Herschel inilah yang bisa menjadi awal mula perkembangan materi gelombang elektromagnetik. Tentunya penemuan yang dilakukan oleh Herschel akan terus dikembangkan oleh para ilmuan lainnya.

Dahulu Herschel melakukan sebuah percobaan dengan memanfaatkan prisma untuk bisa mendifraksikan berkas sinar matahari. Pada saat itu ia berhasil menemukan cahaya yang tak tampak oleh indra penglihatan manusia di luar area warna merah yang bisa menyebabkan thermometer menjadi panas atau tinggi. Kemudian sinar tersebut diberi nama sinar inframerah atau infrared.

Setelah satu tahun dari pertemuan Herschel, muncul kembali penemuan lain dari fisikawan Jerman bernama Johann Wilhelm Ritter yang mana penemuannya adalah berkas sinar yang dekat dengan warna ungu dan tetap tak terlihat oleh indra penglihatan manusia.

Percobaan yang dilakukan oleh Ritter saat itu menggunakan prisma untuk mendifraksikan berkas sinar matahari. Sinar yang ditemukan tersebut bisa menyebabkan pelat perak klorida berubah warna menjadi hitam. Hingga kemudian sinar warna tersebut diberikan warna sinar ultraviolet.

Berikutnya pada akhir abad ke-19, fisikawan asal Jerman yang bernama Wilhelm Rontgen menemukan suatu berkas sinar yang bisa menembus sebuah benda padat dan diberikan nama sinar X atau X-ray.

Beberapa tahun berikutnya diawali oleh penemuan sinar alfa dan beta oleh Rutherford, ada seorang fisikawan dan kimiawan asal Perancis bernama Paul Ulrich Villard menemukan berkas sinar yang ketiga dari percobaan yang dilakukan oleh Rutherford.

Sinar tersebut memiliki sifat netral serta memiliki energi yang lebih tinggi dibandingkan dengan sinar X. Dimana penemuan sinar tersebut diberi nama sinar gamma. Di antara yang lainnya, sinar gamma memiliki frekuensi paling tinggi di dalam gelombang elektromagnetik.

Pada tahun 1862 hingga 1864, James Clerk Maxwell melakukan pengembangan terhadap teori yang berhubungan erat dengan medan kelistrikan dan medan magnet. Ia memiliki pendapat jika perubahan medan listrik dapat menyebabkan perubahan medan magnet, sehingga bisa tercipta suatu gelombang.

Setelah 25 tahun dari percobaan tersebut lalu dibuktikan oleh Heinrich Hertz. Hertz menemukan suatu gelombang di luar rentan sinar inframerah yang berikutnya disebut dengan gelombang mikro dan radio.

Dari percobaan yang dilakukan oleh Hertz akhirnya teori Maxwell bisa terbukti dan dibenarkan. Dan penemuan dari Maxwell diberi nama gelombang elektromagnetik atau GEM.

Lalu pada tahun 1905, Albert Einstein menemukan sebuah konsep relativitas khusus yang akhirnya bisa menyempurnakan konsep gelombang elektromagnetik.

Sifat Gelombang Elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik juga memiliki beberapa sifat di dalamnya. Nah agar kalian lebih mudah paham akan gelombang elektromagnetik. Berikut adalah beberapa sifat yang dimiliki oleh gelombang elektromagnetik.

1. Perubahan medan listrik dan medan magnet pada gelombang elektromagnetik akan terjadi secara bersamaan.
2. Dapat merambat pada suatu ruang hampa.
3. Besar medan listrik (E) berbanding lurus dengan besar medan magnet, dengan hubungan E = cb.
4. Arah medan listrik dan medan magnet saling tegak mengarah terhadap rambat gelombang.
5. Merupakan gelombang transversal.
6. Dapat mengalami polarisasi, peristiwa pemantulan (refleksi), pembiasan (refraksi), interferensi, dan pelenturan (difraksi).
7. Memiliki momentum.
8. Dapat dibagi menjadi beberapa jenis tergantung frekuensinya atau panjang gelombangnya.
9. Laju rambat gelombang elektromagnetik dalam suatu ruang hampa merupakan ketetapan umum (konstanta) c = 3 x 108 m/s. (meter/second = meter/detik).

Itulah beberapa sifat yang dimiliki oleh gelombang elektromagnetik.

Sumber Gelombang Elektromagnetik

Adanya gelombang elektromagnetik juga dapat terjadi dari beberapa sumber. Berikut ini merupakan beberapa sumber yang bisa menghasilkan gelombang elektromagnetik.

1. Osilasi Listrik
2. Sinar matahari
3. Lampu infrared yang secara khusus dapat menghasilkan infra merah
4. Lampu ultraviolet yang secara khusus dapat menghasilkan ultra ungu
5. Penembakan elektron dalam tabung hampa pada keping logam dapat menghasilkan sinar X atau biasa disebut dengan istilah sinar rontgen.
6. Inti atom yang tidak stabil sehingga mampu menghasilkan radiasi alpha, beta, dan gamma. Dan untuk radiasi sinar gamma adalah salah satu gelombang elektromagnetik.

Spektrum Gelombang Elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik meliputi cahayam, gelombang radio, sinar X, sinmar gamma, mikro geombang dan lainnya. Berbagai macam bentuk gelombang elektromagnetik hanya dibedakan pada panjang gelombang dan frekuensinya.

Jenis-jenis Gelombang Elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik juga dapat dibagi menjadi beberapa jenis. Jika kalian belum tahu apa saja jenis dari gelombang elektromagnetik, maka penjelasan yang ada di bawah ini bisa membantu.

1. Gelombang Radio

Gelombang radio merupakan jenis gelombang elektromagnetik. Dimana adanya gelombang elektromagnetik tersebut adalah ketika bunyi atau audio berubah menjadi suatu sinyal listrik dengan melalui gelombang osilator atau gelombang pembawa.

Atau secara mudahnya gelombang radio bisa dihasilkan oleh muatan-muatan listrik yang dipercepat melalui kawat penghantar. Muatan ini akan dibangkitkan oleh rangkaian elektronika yang diberbut dengan osilator. Gelombang raido ini akan dipancarkan dan diterima oleh antenna.

Beberapa benda yang memanfaatkan gelombang radio adalah seperti televisi, radio, telepon dan radar. Gelombang elektromagnetik ini pertama kali ditemukan oleh oleh Heinrich Hertz serta digunakan oleh Marconi sebagai media komunikasi.

2. Gelombang Mikro atau Microwave

Gelombang mikro atau microwaves dapat dihasilkan oleh tabung klystron yang mana memiliki fungsi sebagai penghantar energi panas. Frekuensi gelombang elektromagnetik pada gelombang mikro terbilang cukup tinggi yaitu sekitar atas 3 ghz (3×109 Hz).

Jika gelombang mikro diserap oleh sebua benda, molekul dan atom maka benda tersebut akan bergetar hingga memunculkan efek panas. Lalu jika ada makanan yang menyerap radiasi gelombang mikro, maka makanan tersebut dapat panas dan masak dalam waktu yang relatif singkat. Proses inilah yang digunakan pada oven microwave.

Gelombang mikro juga bisa dimanfaatkan pada radar atau Radio Detection and Ranging. Radar dapat digunakan untuk mencari sekaligus menentukan jejak suatu benda dengan memanfaatkan gelombang mikro.

3. Gelombang Infra Merah atau Infra Red

Inframerah adalah gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang lebih panjang dari cahaya tampak. Meski begitu ternyata panjang gelombang inframerah lebih pendek daripada gelombang radio.

Jangkauan panjang dari panjang gelombang inframerah berkisar antara 1000 nm hingga 1 mm. Sinar inframerah dihasilkan oleh elektron yang ada pada molekul bergetar dan kemungkinan akan terurai menjadi beberapa bagian molekul yang berbeda-beda karena benda tersebut dipanaskan. Energi yang dilepaskan oleh atom dan molekul yang bergetar tersebut akan dalam bentuk radiasi inframerah.

Perlu diketahui juga jika setiap benda panas pasti memiliki pancaran gelombang inframerah. Saat ini gelombang inframerah memangs udah banyak digunakan dalam benda-benda dalam kehidupan sehari-hari seperti remot TV, transfer data dari ponsel ke ponsel lain hingga terapi fisik.

4. Cahaya Tampak

Seperti dengan namanya, gelombang tampak memang bisa dilihat secara langsung oleh indra penglihatan manusia. Gelombang tampak terdiri dari tujuh warna. Dimana jika diurutkan dari frekuensi yang paling besar adalah dimulai dari merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu.

Sedangkan untuk panjang gelombang setiap cahaya tersebut adalah sebagai berikut ini.

• Merah memiliki panjang glombang antara 620 hingga 780 nm.
• Jingga memiliki panjang gelombang antara 590 hingga 620 nm
• Kuning memiliki panjang gelombang antara 570 hingga 590 nm
• Hijau memiliki panjang gelombang antara 490 hingga 570 nm
• Biru memiliki panjang gelombang antara 450 hingga 490 nm
• Nila memiliki panjang gelombang antara 420 hingga 450 nm
• Ungu memiliki panjang gelombang antara 380 hingga 420 nm

Sekadar informasi 1 nm = 1 nano meter = 10-9 meter.

Sebagai informasi tambahan jika 1 nm adalah 1 nano meter yang berkisar antara 10 hingga 9 meter. Lalu untuk gelombang cahaya tampak sampai saat ini juga sudah dimanfaatkan dalam beberapa benda seperti laser dalam serta optic pada bidang telekomunikasi dan juga kedokteran.

5. Sinar Ultraviolet

Matahari merupakan sumber utama cahaya yang bisa memancarkan sinar ultraviolet ke permukaan bumi. Sinar ultraviolet juga bisa dihasilkan oleh transisi elektron yang ada di dalam orbit atom, busur karbon serta lampu mercury.

Sinar ultraviolet sebenarnya merupakan bagian dari spektrum warna. Akan tetapi indra penglihatan manusia tak mampu melihat sinar ultraviolet. Selain itu sinar ultraviolet juga memiliki panjang gelombang yang begitu pendek jika dibandingkan dengan warna lainya.

Hal ini karena sinar ultraviolet memiliki daya tembus yang lebih kuat dibandingkan dengan warna cahaya lainnya. Bahkan sinar ultraviolet atau cahaya ultra ungu juga mampu menembus kulit manusia dan mampu mengubah struktur sel kulit manusia.

Pada kadar rendah, sinar ultraviolet bisa memberikan bantuan dalam proses pembentukan vitamin D. Akan tetapi pada kadar tinggi, sinar ultraviolet mampu menimbulkan penyakit kanker kulit.

Perlu diketahui juga jika sinar ultraviolet berada pada panjang gelombang antara 3 nm hingga 380 nm. Saat ini keberadaan sinar ultraviolet banyak dimanfaatkan untuk lampu UV serta untuk operasi mata lasik.

6. Sinar X

Berikutnya ada sinar X yang memiliki daya tembus sangat besar. Bahkan lebih besar daripada sinar ultraviolet. Panjang gelombang sinar X terbilang cukup pendek, namun memiliki frekuensi yang begitu tinggi.

Karena memiliki daya tembus yang luas biasa, sinar X bisa menembus struktur lunak seperti daging dan kayu, buku tebal hingga pelat aluminium setebal 1 cm. Namun sinar X tak mampu struktur padat seperti tulang.

Dengan adanya kemampuan sinar X yang bisa menembus daging, maka tak heran jika sinar X kerap dimanfaatkan untuk teknologi rontgen yang bisa menampakkan struktur tulang atau rangka pada layar film. Bahkan sinar X juga dimanfaatkan untuk melacak atau melihat isi tas penumpang di bandara.

Panjang gelombang yang dimiliki oleh sinar X adalah berkisar antara 0,3 nm hingga 3 nm. Lalu penemu dari sinar X adalah Wilhelm Rontgen (1823-1923) ketika ia melakukan percobaan hamburan elektron bertegangan tinggi.

7. Sinar Gamma

Gelombang sinar gamma dapat ditulis dengan nama sinar Y. Dimana gelombang sinar gamma bisa disebut sebagai gelombang elektromagnetik yang paling kuat diantara gelombang elektromagnetik lainnya.

Panjang gelombang pada sinar gamma adalah berkisar antara 0,0003 hingga 0,03 nm atau bisa juga ditulis sebagai 0,3 pm hingga 30 pm. Dimana 1 poko meter (pm) adal;ah 10 hingga 12 meter.

Gelombang sinar gamma dihasilkan dari adanya peristiwa peluruhan radioaktif atau inti atom yang tak stabil. Gelombang sinar gamma juga dapat menembus struktur padat seperti struktur atom menjadi atom yang berbeda.

Bahkan sinar gamma juga terjadi pada suatu proses reaksi nuklir sehingga menghasilkan suatu radiasi yang cenderung begitu membahayakan bagi makhluk hidup. Dalam dunia medis, keberadaan sinar gamma digunakan untuk mensterilkan peralatan medis serta proses radioterapi dalam pengobatan kanker.

Itulah beberapa jenis dari gelombang elektromagnetik yang masih ada hingga saat ini. Grameds bisa membaca dan mendapatkan buku-buku terkait di Gramedia.com agar kamu memiliki informasi #LebihDenganMembaca.

Penulis: Hendrik

BACA JUGA: